Зобнина КП. Гбпоу нхтк курсовой проект тема курсового проекта

• Название: Гбпоу нхтк курсовой проект тема курсового проекта
• Дата: 18.10.2022
• Размер: 0.74 Mb.
• Имя файла: Зобнина КП.docx
• Тип: Курсовой проект; #739502
• страница: 3 из 3

2.2 Гидралический расчёт основного аппарата
Коэффициенты местных сопротивлений потоку, движущемуся в трубном пространстве:

ξ_тр1 = 1,5 – входная и выходная камеры;

ξ_тр2 = 2,5 – поворот между ходами;

ξ_тр3 = 1,0 – вход в трубы и выход из них.

Местное сопротивление на входе в распределительную камеру и на выходе из нее следует рассчитывать по скорости жидкости в штуцерах. Диаметры штуцеров нормализованных кожухотрубчатых теплообменников приведены в справочнике.

Коэффициенты местных сопротивлений потоку, движущемуся в межтрубном пространстве:

ξ_мтр1 = 1,5 – входная и выход жидкости;

ξ_мтр2 = 1,5 – поворот через сегментную перегородку;

ξ_мтр3 = 3m/Re_мтр0,2 – сопротивление пучка труб, где Re_мтр = G_мтр*d_Н/G_мтр* _мтр;

m – число рядов труб, которое приближенно можно определить

следующим образом.

Общее число труб при их размещении по вершинам равносторонних треугольников равно

N = 3_а + За², (20)

где а – число огибающих трубы шестиугольников (в плане трубной доски). Число труб в диагонали шестиугольников b можно определить, решив квадратное уравнение относительно :

b=2 +1=2 (21)

Число рядов труб омываемых теплоносителем в межтрубном пространстве, приближенно можно принять равным 0,b:

. (22)

Сопротивление входа и выхода следует также определять по скорости жидкости в штуцерах, диаметры условных проходов которых приведены в справочнике

Число сегментных перегородок зависит от длины и диаметра аппарата. Для нормализованных теплообменников эти числа приведены в справочнике.

Скорость жидкости в трубах

= , (23)

где G_тр - расход уксусной кислоты, кг/с;

- внутренний диаметр трубок, м;

-общее число труб, шт;

z - число ходов, шт;

- плотность уксусной кислоты, кг/м³.

.

Коэффициент трения рассчитывается по формуле

λ =0,25 , (24)

где e = – относительная шероховатость труб;

Δ – высота выступов шероховатостей (в расчётах можно принять

Δ=0,2*10^-3 м).

Re_тр - критерий Рейнольдса для трубного пространства;

d_в - внутренний диаметр трубок, м;

λ=0,25 7.

Диаметр штуцеров к распределительной камере dтр.ш=0,150 м, скорость в штуцерах

, (25)

где G₂ - расход уксусной кислоты, кг/с;

- диаметр трубных штуцеров, м;

- протность уксусной кислоты, кг/м³.

.

В трубном пространстве следующие местные сопротивления: вход в камеру и выход из нее, 5 поворотов на 180º(Y) и два раза вход в трубы и выход из них.

Гидравлическое сопротивление трубного пространства равно

(26)

где z – число ходов по трубам;

x – число сегментных перегородок;

m – число рядов труб, преодолеваемых потоком теплоносителя в межтрубном пространстве.

L - длина труб, м;

- скорость в трубах, ;

- скорость в трубных штуцерах, ;

- протность уксусной кислоты, кг/м³.

.

Число рядов труб, омываемых водой в межтрубном пространстве, m =22,6; округлим в большую сторону: m 23. Число сегментных перегородок х=14. Диаметр штуцеров к кожуху dмтр.ш=0,200м скорость пара в штуцерах

, (27)

где G₁ - расход пара, кг/с;

-диаметр трубных штуцеров, м;

- плотность пара, кг/м³.

.

Скорость пара в наиболее узком сечении межтрубного пространства площадью Sмтр=0,164 м2, равна

, (28)

где G_мтр - расход пара, кг/с;

- плотность пара, кг/м³.

– самое узкое сечение межтрубного пространства, м².

.

В межтрубном пространстве следующие местные сопротивления: вход и выход жидкости через штуцера, 14 поворотов через сегментные перегородки (по их числу х=14) и 15 сопротивлений трубного пучка при его поперечном обтекании (х+1).

В соответствии с формулой сопротивление межтрубного пространства равно

, (29)

где x – число сегментных перегородок;

m – число рядов труб, преодолеваемых потоком теплоносителя в межтрубном пространстве;

- скорость в межтрубном пространстве, ;

- скорость в межтрубных штуцерах, ;

- протность пара, кг/м³;

Re_{мтр -} критерий Рейнольдса в межтрубном пространстве.

=



Заключение
Рассчитан кожухотрубчатый испаритель для испарения уксусной кислоты.

Параметры кожухотрубчатого теплообменника:

1. 
   площадь поверхности теплообмена F_Ik=876м^2;
   
2. 
   запас по поверхности теплообмена Δ =4,2%;
   
3. 
   диаметр кожуха D=1200мм;
   
4. 
   число ходов z=6;
   
5. 
   трубы 20*2 мм;
   
6. 
   длина труб L=9,0м;
   
7. 
   число труб n= ;
   
8. 
   тепловая нагрузка Ԛ = 10417,296 КВт;
   
9. 
   масса МIk=18900 кг;
   

Параметры уксусной кислоты (трубное пространство):

10. 
    Расход G₂ = 26кг/с;
    
11. 
    Температура на входе= 118 С;
    
12. 
    Температура на выходе= 100 С;
    
13. 
    Гидравлическое сопротивление уксусной кислоты ;
    

Параметры пара (межтрубное пространство):

14. 
    Гидравлическое сопротивление пара :
    
15. 
    Температура на входе 150;
    
16. 
    Температура на выходе 120;
    

Используемая литература

1. 
   Баранов Д.А. Процессы и аппараты химической технологии: Учебное пособие , 2-е изд. 2019
   
2. 
   Федоров А.Ф. Контроль и регулирование параметров технологического процесса .-М: "Профобразование", 2017 УМО РФ
   
3. 
   Романков П.Г. Массообменные процессы химической технологии.-М:"Химиздат", 2017 гриф
   
4. 
   Фролов В.Ф." Лекции по курсу «Процессы и аппараты химической технологии» [Электронный ресурс].-М: "Химиздат", 2017. Министерство образования РФ
   
5. 
   А.Н. Остриков [и др.] Процессы и аппараты (основы механики жидкости и газа) [Электронный ресурс] : практикум. Воронежский государственный университет инженерных технологий, 2018
   
6. 
   Овчинников В.В. Основы проектирования технологических процессов (1-е изд.) учебник 106117671 2019
   
7. 
   Учебное пособие. Методы расчета процессов и аппаратов химической
   

технологии (примеры и задачи) [Электронный ресурс].-М: "Химиздат", 2017 Министерство образования РФ.
Приложение А

Технологическая схема узла производства уксусной кислоты






Приложение Б

Общий вид кожухотрубчатого теплообменника с линзовым компенсатором